DKMT200/1000高性能科研级低温拉伸原位测试仪
1 概述
1.1技术背景
原位测试（微观力学测试+可视化监测）：在微纳米尺度下对试件材料进行力学性能测试，可集成普通显微镜、金相显微镜等成像设备对材料发生的微观变形损伤进行全程动态监测的一种力学测试技术，深入的揭示了各类材料及其制品的微观力学行为、损伤机理及其与载荷作用和材料性能间的相关性规律。也可以独立使用完成材料力学性能测试。
1.2产品用途
通过成像设备监测下对材料施加复合载荷与多物理场，研究耦合作用下材料的微观变形损伤机制和性能演化规律。 用于各种金属材料、无机非金属材料的拉伸、弯曲性能试验，连接电脑可直接显示试验力-时间曲线、试验力和具有明显屈服特征材料的屈服力，实验数据方便直观。为研究固态材料的变形损伤机制，以及制成品的寿命预测和可靠性评估提供崭新的技术支持。
200～1kN原位及显微镜 10kN原位及显微镜
1.3 应用范围
广泛应用于航空航天、高等院校、科研院所、质检、汽车、冶金、新材料、建材等领域。
图1-2 显微镜下原位拉伸的典型结果
1.4技术特点
a)结构轻巧、功耗低、占地面积小；
b)双丝杠机构，主机刚度大，倾覆力矩小；
c)多级机械传动，减速比大适合超慢速拉伸。可独立使用测定材料参数，也可配合各种显微镜使用，实现载荷下材料变形损伤的可视化动态测试；
d)扩展工装可实现拉伸、弯曲、剪切、压缩多种载荷作用下的高精度复合载荷原位测试；
e)扩展模块可实现机、电、热、磁多物理场耦合环境下的材料微观力学性能原位测试；
f)直流闭环伺服控制，调速平稳，调速范围广；
g)高精度旋转编码器，定位精准；
h)左右横梁对称移动，观测点始终在视场范围内；
i)金属式样：装配楔形夹具夹持方便不打滑，自适应夹持，保证试件始终处于二力杆状态；
j)薄膜试样：装配平面夹具时能够加持薄膜类、仿生类等试件，通用性强；
k)具备左右限位功能，防止误操作。
2 功能描述
a)高水平的闭环控制：国内试验机行业实现真正的负荷、位移闭环控制系统，具有力、位移加载控制方式而且不同控制方式没有过冲,平滑切换；
b)非线性校正技术：对力传感器采用非线性校正技术及自动调零技术，极大的提高了整机的测量精度；
c)对试验数据进行实时采集、显示与存储。试验软件自动判断试验结束、自动存储试验数据，试验结束后随时可以调出，进行后期数据处理；
d)软件可运行在Win7/Win10平台上，中文操作界面（可选配英文软件界面）；
e)可以将一组试验数据原始采样、试验结果、曲线等导出到Excel表中，也可以将试验报告输出到word文档中，进一步处理报告打印；
f)在一个数据处理界面中可以完成几乎所有的数据操作，无效数据的标记及删除、统计、打印、导入、导出、查看结果或跟踪原始数据、修改试样尺寸及重新计算、图形的叠加、标记和缩放、手工修改特征数据、坐标系统的通道及单位的自由变换等；
g)可自动或手动对力、位移等测量通道进行清零或复原，尤其是对力通道的清零方式有4种之多，可以实现自动归零；
h)实时绘制多种曲线，试验结束后可以预览多种曲线：力－时间、力－位、位移－时间等曲线；
i)图形处理功能：实时数据采集绘制曲线，具有后期曲线再现，具有曲线局部放大或缩小、曲线单显或多条曲线叠加结果对比、曲线中心点移动、曲线手工标记；
j)具有多种保护功能。如超负荷10﹪时自动停机；动横梁位移速度驱动系统过流自动停机；动横梁位移超上、下限位置自动保护功能。
3 主要技术参数
整机长度L ≈178mm
整机宽度W ≈120mm
整机高度H ≈55.4mm
加载行程≈20mm
设备重量 ≈1.7kg
a)主机形式： 桌面卧式
b)试验力： 200N/1000N（可定制载荷）
c)试验力测量精度： ±1％FS
d)横梁位移分辨率： 0.04μm
e)横梁试验速度范围： 0.01～10mm/min
f)横梁空载调整速度: 5mm/min以下允许试验力
g)低温环境装置：0~-60度
h)供电电源： 220±10V AC 50Hz
i)工作环境： 温度 10～35℃；
湿度 20～80℅；
无腐蚀性气体；
无振动，无噪音，推荐同显微装置一起在气动浮台上工作。
j)建议拉伸试样尺寸类型（截面尺寸可调整）：
图3-2
k)建议弯曲试样尺寸类型（截面尺寸可调整）：
图3-3
4 测试仪系统介绍
测试仪主要由主机框架、驱动单元、编码器、全数字伺服控制器、力传感器、位移传感器、计算机软件单元等模块组成。
4.1 主机框架
主机框架是整个机器的承力机构，刚度的好坏直接影响到整机的工作特性。为确保长时间工作的可靠性，本仪器配置高精度、高刚度的滚珠丝杠。负载施加由伺服电机、减速器等部件组合实现，负荷测量由负荷传感器实现。
4.2 驱动单元
驱动单元采用日本安川∑-mini系列微型直流伺服电机，，进口品质，具有调速范围广，运行平稳，响应能力强和定位精度及可靠性等特点。
图4-1
4.4 全数字伺服控制器
高测量分辨率：±18万码的高分辨率,可实现高精度测量。
全程不分档技术: 国内试验机行业推出的不分档技术高分辨率测量系统，推动了试验机行业的测量装置不分挡技术的发展。
控制器采样频率高达1000Hz。
传感器的智能化应用技术：每个传感器通道可自动识别插入的不同传感器，并可立即使用，无须在软件中设置，避免人为误操作带来的传感器损坏，已经标定的传感器可以接插在其它的EDC220控制器上直接使用，无须重新标定，这个技术在国内试验机行业技术。
高稳定可靠的控制器：采用德国的*制造技术的控制盒和四层线路板，所有元器件均采用全自动表贴机贴装，质量极其可靠。
EDC数字控制器驱动横梁位移速度可以任意设定。可构成应力、应变控制系统。速度控制范围高达1：100000。
DOLI EDCi20 DOLI手控盒（选配）
4.5 力传感器
所使用的力传感器为国内品牌，此传感器特点为：
a)精度高，拉压一致性好；
b)整体密封，性能稳定可靠；
c)整体结构紧凑；
d)输出灵敏度小，刚性好，寿命长。
4.6计算机软件单元
软件用途广泛，功能多，试验软件是由强大的多功能软件包和模块组成，根据不同用户需求提供相应模块及数据包定制试验方案。适用于金属、非金属、复合材料的拉伸、压缩、弯曲试验。可以支持定制GB、DIN、ISO、ASTM、JIS等各国试验标准，能够满足广泛的新型材料试验方案定制。试验曲线如下图所示。
图4-6 试验曲线
